基于STC89C52單片機(jī)的熒光舞設(shè)計(jì)

摘要：本產(chǎn)品是由STC89C52單片機(jī)作為處理模塊加載以程序控制的閃光帶，通過(guò)各種形狀的LED光帶、程序控制和舞蹈表演的完美結(jié)合向觀眾呈現(xiàn)光與影的神奇表演-熒光舞的設(shè)計(jì)。詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件流程，其模塊化設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)及后期的改進(jìn)更容易掌控。

關(guān)鍵詞：STC89C52單片機(jī);LED光帶;熒光舞

0 引言

傳統(tǒng)的路邊裝飾和節(jié)日彩燈等是利用電路的串并聯(lián)來(lái)完成的，缺少更加生動(dòng)的圖形和效果。本設(shè)計(jì)是由單片機(jī)STC89C52控制，通過(guò)C語(yǔ)言編程完成動(dòng)作編排和LED光帶的顯示，結(jié)合演員的舞蹈表演，在和諧或動(dòng)感的音樂背景下展現(xiàn)跨越時(shí)空的神奇表演。

2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)是由兩種思維出發(fā)完成舞蹈與程序控制LED光帶顯示，一種是設(shè)定模式，一種是即興模式。其中設(shè)定模式的程序編寫是由整個(gè)舞蹈的編排和音樂的選取決定，本次設(shè)計(jì)編排有10個(gè)舞蹈程序供選取。本次設(shè)計(jì)主要即興模式的選擇完全有4×4按鍵完成。這樣不僅有利于系統(tǒng)本身功能的擴(kuò)展，而且方便使用在更多的載體上。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)的主要硬件設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)處理模塊

本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用STC89C52，其是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)，使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。其具有的以下功能滿足本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要：8k字節(jié)Flash 512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。

2.2 LED驅(qū)動(dòng)模塊

本次設(shè)計(jì)呈現(xiàn)給大家的是光影的結(jié)合，而所用的LED光帶全部縫合在舞者的帽子、衣服和鞋上，具體劃分成24模塊，分別有24個(gè)三極管作為不同部位的驅(qū)動(dòng)，配合著音樂的節(jié)拍和舞蹈動(dòng)作的展現(xiàn)，編寫驅(qū)動(dòng)程序。

2.3 電源模塊

作為制作難點(diǎn)之一的電源模塊，本次設(shè)計(jì)采用開關(guān)電源，利用其升壓電路完成所需的5V電壓，并且具有體積小、重量輕、效率高、方便表演者隨身攜帶來(lái)更靈活的控制自身的LED光電顯示等特點(diǎn)。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 程序流程

舞蹈者衣服上的LED光帶的明暗由程序控制，并且程序的調(diào)試和載入時(shí)通過(guò)com口完成，在脫離電腦的情況下就由按鍵完成即興模式編排。其程序運(yùn)行流程圖如圖2所示。

其中，模式2為即興編排模式，各關(guān)節(jié)的燈是亮還是暗，其程序編排也是有按鍵來(lái)控制。4×4按鍵分別由模式鍵、燈亮暗鍵、確定鍵、取消鍵、數(shù)字鍵等等擴(kuò)展功能鍵。

3.2 主程序main函數(shù)

(原稿雙欄排列，估計(jì)應(yīng)該是單欄順序排列，右半欄應(yīng)該排在左半欄下面)

本次設(shè)計(jì)由六人表演，其中一人的主程序如下：

4 調(diào)試結(jié)果分析

調(diào)試是以軟件(程序)調(diào)試為主，硬件調(diào)試主要檢測(cè)焊接是否正常、規(guī)范，軟件調(diào)試主要是看程序的編排是否與舞蹈和音樂相互協(xié)調(diào)，光影效果是否突出。另外看單片機(jī)與按鍵的結(jié)合是否有延時(shí)。圖3分別為服裝效果圖和運(yùn)作過(guò)程效果圖。

5 設(shè)計(jì)的價(jià)值及展望

本設(shè)計(jì)完成了程序控制和舞蹈表演的完美結(jié)合，向觀眾呈現(xiàn)光與影的神奇表演，再次給大家以視覺沖擊的特效，作為科研有進(jìn)一步的擴(kuò)展價(jià)值，作為城市建設(shè)有一定的商業(yè)價(jià)值。可以通過(guò)改變一下形狀，重新編寫程序做出禮花彈的效果，美觀無(wú)污染，綠色環(huán)保。在大城市里禁止煙花爆竹的地方放在陽(yáng)臺(tái)上，別有一番情調(diào)，甚至可以配上聲音，如同身臨其境。如此的設(shè)計(jì)在單片機(jī)或者ARM芯片的控制下能更好地完成更多的設(shè)計(jì)。